三、肺损伤机制

三、肺损伤机制

(一)早期ARDS的急性渗出期

ARDS通过不同的临床和病理特点在病理学上分为三期。早期ARDS阶段,称为渗出期,表现为只有呼吸衰竭(单个器官衰竭),或其他器官同时衰竭,即多器官系统衰竭(multiple organ system failure,MOSF)的一部分。在这一阶段开始时,除了肺泡毛细血管屏障功能障碍导致的间质性水肿外,没有任何组织结构上的形态改变。在肺泡水肿明显形成后,典型表现为弥漫性肺泡损伤(diffuse alveolar damage,DAD)。组织学检查可见肺泡腔内富含蛋白质的水肿液和各种炎症细胞浸润。纤维蛋白链构成的透明膜形成了覆盖在裸露的肺泡基膜表面的伪膜。ARDS患者的肺水肿可能很严重,每个肺重量>1000g,是正常肺重量的许多倍。

肺泡的过度扩张是由于正压机械通气产生的大潮气量“容积伤”或呼吸机相关性肺损伤(ventilator induced lung injury,VILI),另外呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP)也通过扩张最初损伤的肺泡加重了肺损伤。动物和体外肺实验表明使正常肺组织接受大潮气量通气时(通过主动或被动扩张压力)将导致炎症细胞因子的产生与释放,同时组织学表现为弥漫性肺泡损伤(DAD)。除此之外,在动物实验上采用生理学上适当大小的潮气量通气,且没有任何呼气末扩张压力和PEEP时,也可引起相同细胞因子的释放和肺损伤(指的是重复地开放和闭合的肺损伤)。肺部系统性炎症介质释放与远处器官细胞损伤和MOSF相关。这些机制的发现形成了低潮气量机械通气的理论基础,因此,低潮气量机械通气是显著提高ARDS患者生存率的唯一的通气方式。

(二)ARDS后期增生期

ARDS急性渗出期的患者,在肺损伤后肺泡和间质重构开始很快形成并广泛分布。这种情况最早在ARDS后的1周内发生,被称为急性呼吸窘迫综合征后增生期。Ⅰ型肺泡细胞萎陷后Ⅱ型肺泡细胞开始增殖,最终分化为新的Ⅰ型肺泡细胞并重新组成肺泡上皮。可能因氧中毒使ARDS过程中炎症介质释放,导致成纤维细胞增生、迁移和产生胶原蛋白,引起肺泡和间质纤维化。

在大部分ARDS后期的病理过程中,氧中毒可能导致病理学变化,但是其确切的作用机制尚不明确。ARDS患者实际上常暴露于高浓度氧中,在动物模型中吸入高浓度氧是导致肺损伤的致病因素。但是对肺损伤患者安全的吸氧浓度目前尚不清楚。这些增生期变化可在一些患者身上表现出来,并可能由于进行性低氧血症性呼吸衰竭或院内获得性肺炎和脓毒症而死亡。